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曲軸的材料和加工工藝要嚴格把關

        曲軸是發動機中的重要部件。它承受連桿傳來的力,并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用,使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度,軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

       曲軸將活塞的上下往復運動,轉化為旋轉運動。具體過程如下:活塞下壓時(吸氣、膨脹)連桿的下端與曲軸相連,帶動壓曲軸凸出部分向下旋轉;活塞上行時(排氣、壓縮)連桿帶動曲軸凸出部分向上旋轉。由于曲軸自身的結構特點,能夠將向上旋轉與向下旋轉的兩種力順暢地鏈接起來。即將活塞的上下往復運動順利轉化為曲軸自身的旋轉運動,從而實現車輛動力從氣缸到曲軸的傳遞。

        曲軸是內燃機的重要零件,可以說曲軸質量的好壞決定了整機的質量,所以在曲軸的材料和加工工藝上嚴格把關是非常重要的。

        制造曲軸的原材料:

        曲軸大多用球墨鑄鐵制造,也有合金鋼。一般對于汽油機曲軸和小型柴油機曲軸,由于功率較小,曲軸毛坯是采用球墨鑄鐵和優質碳素鋼,常用材料有:QT700-2、45鋼等;而那些中、重型柴油機曲軸毛坯則采用合金鋼,常用材料有:48MnV、35CrMo等。

         曲軸外圓加工主要加工工序是對主軸頸連桿頸以及法蘭和軸頭進行加工,該加工工序位于工件毛坯銑端面和鉆中心孔之后精加工之前,有時需根據具體情況對平衡塊的側面進行加工。

        目前針對這一部分的加工工藝有3種:

1、車削工藝

多刀車削是典型的曲軸軸頸外圓加工工藝方法,生產線由普通車床和專用車床組成,造價低,加工余量大。多采用大寬度成形車刀多刀切入切削,工件因承受的切削力過大易產生變形,導致徑向跳動大,常需在車削后進行校直和粗磨等工序,生產效率低下。

2、車拉工藝

車拉工藝的突出優點是可對寬軸徑曲軸進行分層加工,可在一次裝夾中完成軸頸、圓角和平衡重側面的加工,適合加工有沉割槽曲軸。加工時在刀盤上安裝多把刀具,可提高切削效率和精度,加工后可直接進行精磨,提高效率。但車拉加工與多刀車削一樣,在加工主軸頸和連桿頸時仍是以各自的軸線定位后分別進行加工,在加工連桿頸外圓時為避免產生過大的慣性力,需對機床主軸系統(含夾頭和工件)進行動平衡。

3、銑削工藝

銑削有內銑和外銑兩種,在加工連桿頸時是靠數控系統控制刀具相對工件的運動軌跡,使其復合成連桿頸的外圓。

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